專利名稱：無電容音頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及音頻功率放大技術(shù)，是一種晶體管互補對稱式無電容音頻功率放大器。
現(xiàn)有的音頻功率放大器，不管是電子管的也好、晶體管的或是集成器件也好，都離不開電容器，如輸入電容、輸出電容、反饋濾波電容、傍路電容、自舉電容等等，由于這些電容的存在使得放大器的低頻響應(yīng)，特別是一百赫之以下的低頻響應(yīng)應(yīng)變差，甚至失去放大能力，于是，人們又想盡各種辦法加以補償，如在前置級加接多頻段均衡提升網(wǎng)絡(luò)，高低頻分器件放大，超低額重放等措施。但這些措施非但沒能從根本上解決問題，反面增大了體積和成本，白白消耗了電能，使電路更加復(fù)雜化，甚至引入了新的失真和噪聲。同時，由于電容的存在，使電路和穩(wěn)定性和耐壓能力受到限制，因而不能大幅度提高工作電壓，因而不能保證器件獲得大的動態(tài)范圍，偶有變化幅度大的信號易產(chǎn)生失真。同時，不利于縮小整機(jī)體積，首先是由于放大器電容體積大，更主要是在低電壓下工作的器件對電流紋波要求高，因而濾波電容大，根據(jù)測試以及實踐表明，50伏以下的工作電源至少要1000微法才能去除交流聲，而100伏以上只要100微法甚至更小就可以了，且由于提高電壓后，對電源變壓器的導(dǎo)線載流量要求減小，也使得電源部分體積大為減小。假如在高電壓下，我們?nèi)∠娫醋儔浩?，改成超音頻開關(guān)式穩(wěn)壓電源，則體積和成本將大幅度下降，因此，提高工作電壓其意義是大的。關(guān)于提高效率和改善音質(zhì)的音頻功率放大器在中國專利公報上有多篇報導(dǎo)，就無電容音頻功率放大器方面未見有報導(dǎo)。
本實用新型的目的在于克服上述存在的缺點提供出一種能使整個音頻區(qū)得得以均衡放大，提高電路穩(wěn)定性，同時提高整機(jī)工作電壓，縮小整機(jī)體積，具有功耗小，穩(wěn)定性好，電壓范圍寬、輸出功率大、失真小頻響寬的優(yōu)質(zhì)放大器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本功率放大器由恒流源差分電路和互補對稱式推挽輸出電路組成。恒流源差分電路由三組恒流源組成。由二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點為正電源端，B點為負(fù)電源端。第一恒流源由G 3及其射極電阻R5構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點；第二恒流源由G8及其射極電阻R8構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點；第三恒流源由G4及其射極電阻R3構(gòu)成，其基極連接正電源端A。G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3的集電極，G1的集電極則連接第三恒流源G4的集電極。G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以平衡。G1的基極通過電阻R2接電位器中心抽頭，作信號輸入端，G1的基極分別接反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地。本功率放大器的對稱式互補推挽功率輸出電路為常用OCL電路，它通過中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路中G1和G4的集電極之間，并且通過穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極。本電路從輸入端起直到功率輸出末端負(fù)載全部采用晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件，無電容設(shè)置。為保證電路的穩(wěn)定性，本電路輸入級采用恒流源差分電路，差分器的負(fù)輸入端以電阻與地點相接，取消了傳統(tǒng)的隔直電容接地，負(fù)輸入端的集電結(jié)電源大回路入地，從而保證了動態(tài)范圍，提高了拾取弱小信號的能力，并且為雙輸入變?yōu)閱味溯敵鰟?chuàng)造了條件。
正輸入端的偏置電流取自地端，保證了電路的穩(wěn)定性以及靜態(tài)時無噪聲。其輸出端以恒流源作負(fù)載，進(jìn)一步提高了電路穩(wěn)定性，且減小了信號損失，保證了弱小信號的放大能力。中間級仍然采用恒壓方式饋給驅(qū)動級和輸出級，驅(qū)動和輸出級采用互補推挽電路，從而保證了器件的功率和帶負(fù)載的能力。為進(jìn)一步提高電路的穩(wěn)定性，輸出端仍以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，達(dá)到了電路自穩(wěn)定的目的。
本電路由放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點(即地端)對負(fù)載構(gòu)成電橋電路(見圖2)，信號正半周時，電源正端通過G1作用于負(fù)載，信號負(fù)半周時，電源負(fù)端經(jīng)G8作用于負(fù)載，只要電源功率足夠，電橋的正負(fù)半周將是平恒、對稱的。
本電路的特點是無電容，除本電路外，所有的音頻功率放大都分別在輸入端，即電位器中心抽頭與R1之間(見圖3)，R2下端與地之間串接一只電容器，為是的免使直流輸入和保證電路的穩(wěn)定性，但它們都有很多不足，所以本實用新型去掉了電容，達(dá)到了更好的效果。
本實用新型與現(xiàn)有放大器比較具有如下優(yōu)點本電路輸入級采用恒流源差分電路，差分器的負(fù)輸入端以電阻與地點相接，取消了傳統(tǒng)的隔直電容接地，負(fù)輸入端的集電結(jié)經(jīng)電源大回路入地，從而保證了動態(tài)范圍，提高了拾取弱小信號的能力，并為雙輸入變單端輸出創(chuàng)造了條件，正輸入端的偏置電流取自地端，保證了電路和穩(wěn)定性以及靜態(tài)時無噪聲，其輸出端以恒流源作負(fù)載，進(jìn)一步提高了電路和穩(wěn)定性，且減小了信號損失，保證了弱小信號的放大能力，中間級采用恒流源作負(fù)載，中點采用恒壓方式饋給驅(qū)動級和輸出級，驅(qū)動和輸出級采用互補式推挽電路，放大信號的正負(fù)半周很對稱，從而保證了器件的功率和帶負(fù)載的能力，輸出端以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，達(dá)到了電路的自穩(wěn)目的，又由于省去電容，因此又省去了因電容所引起的不利影響。因此，本新型具有穩(wěn)定性好、電壓范圍寬、功耗小、輸出功率大、帶負(fù)載能力強、失真小、頻響寬、原件少、體積小故障少等優(yōu)點。
下邊結(jié)合附圖對實用新型實施例作進(jìn)一步說明

圖1、本實用新型實施例電路圖。
圖2、放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點對負(fù)載構(gòu)成的電橋電路圖。
圖3、現(xiàn)有放大器的邏輯圖。
本實用新型的最佳實施例參見圖1，本音頻功率放大器由晶體二級管、晶體三體管、電阻等原件組成，無電容設(shè)置。整個電路由恒流源差分電路和互補對稱式推挽功率輸出電路組成。恒流源差分電路由三組恒流源組成。由二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點為正電源端、B點為負(fù)電源端，這樣，無論電源電壓升高或降低，A點與正電源，B點與負(fù)電源電位差始終在設(shè)定范圍內(nèi)。第一恒流源由G3及其射極電阻R5構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點；第二恒流源由G8及其射極電阻R8構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點；第三恒流源由G4及基射極電阻R3構(gòu)成，其基極連接正電源端A點。G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3集電極，G3為G1和G2構(gòu)成的差分電路提供一個恒定的偏置電流，其電流由式IC＝(VB－VBe)/Re得出。G4的集電極連接G1的集電極，為G1的負(fù)載；G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以對稱平衡。G1的基極通過電阻R2接電位器中心抽頭，作信號輸入端，G2的基極通過反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地。對稱式互補推挽功率輸出電路為常用的OCL電路，它通過中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路的G1和G4的集電極之間，并且通過穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極，C點為電路輸出端，經(jīng)負(fù)載RL與地相接。
其工作過程為信號由電位器經(jīng)R2到G1的基極，經(jīng)G1放大后，通過G1的集電極饋給G6的基極；經(jīng)G6放大后，通過G6集電極輸出，同時饋給G9和G10的基極，分別由G9、G10放大后，從G9、G10的集電極分別饋給G11、G12的基極，再由G11、G12放大后，饋給負(fù)載RL，完成信號輸出。
通過以上的電路設(shè)計，三組恒流源控制差電路的各點電壓，特別是電路輸出端C點的電壓。本電路可通過調(diào)整第二恒流源的射極電阻R3的大小，使C點與地之間電壓接近零伏，從而使電路得以實現(xiàn)。
圖2是放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點(即地端)對負(fù)載構(gòu)成電橋電路，信號正半周時，電源正端通過GA作用于負(fù)載，信號負(fù)半周時，電源負(fù)端經(jīng)GB作用于負(fù)載，只要電源功率足夠，電橋的正負(fù)半周將是平恒、對稱的。
圖3是現(xiàn)有放大器的邏輯圖，現(xiàn)有音頻功率放大器都分別在輸入端，即電位器中心抽頭與R1之間，R2下端與地之間串接一只電容器，為的是免使直流輸入和保證電路的穩(wěn)定性，由于電容器的存在，有很多不足。因此，本實用新型在圖3的邏輯上進(jìn)行了改進(jìn)，去掉了電容，是本功放的關(guān)鍵所在，因而達(dá)到了預(yù)期的效果。
權(quán)利要求1.一種無電容音頻功率放大器，由晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件構(gòu)成的恒流源差分電路和互補對稱式推挽功率輸出電路組成，其特征在于A.恒流源差分電路由三組恒流源組成，二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點為正電源端，B點為負(fù)電源端；G3及其射極電阻R5構(gòu)成第一恒流源，其基極連接負(fù)電源端B點；G8及其射極電阻R8構(gòu)成第二恒流源，其基極連接負(fù)電源端B點；G4及其射極電阻R3構(gòu)成第三恒流源，其基極連接正電源端A點；G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3的集電極，G1的集電極連接第三恒流源的集電極；G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以對稱平衡；G1的基極通過電阻R2接電位器中心抽頭，作輸入端；G2的基極分別接反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地；B.對稱式互補推挽功率輸出電路為常用OCL電路，它通過中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路的G1和G4的集電極之間，并且通過穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極。
專利摘要本實用新型公開了一種音頻功率放大器，其特征是該電路從輸入端起直到功率輸出末端接負(fù)載全部采用晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件組成，不用電容器，徹底取消了外加電容器，輸出端以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，采用對稱式互補直流耦和電路，解決了放大器整機(jī)體積大、穩(wěn)定性差、失真與噪音的缺點，本放大器具有穩(wěn)定性好，電壓范圍寬，功耗小、輸出功率大、帶負(fù)載能力強，電能轉(zhuǎn)換率高、失真小、頻響寬、原件少、體積小等優(yōu)點。
文檔編號H03F3/20GK2257105SQ9524255
公開日1997年6月25日 申請日期1995年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月18日
發(fā)明者江智新 申請人:江智新